Aeronava hipersonică. Aeronava hipersonică: o revoluție tehnică? Avioane din America de Nord

Bombardier rus promițător - un răspuns la conceptul de atac global rapid?

Competiția pentru aviație pentru a stăpâni viteze hipersonice a început în timpul Războiului Rece. În acei ani, designerii și inginerii din URSS, SUA și alte țări dezvoltate au proiectat noi avioane capabile să zboare de 2-3 ori mai repede decât viteza sunetului. Cursa pentru viteză a dat naștere multor descoperiri în domeniul aerodinamicii zborului în atmosferă și a atins rapid limitele capacităților fizice ale piloților și costul de fabricație a unei aeronave.

Drept urmare, birourile de proiectare de rachete au fost primele care au stăpânit hipersunetul în creațiile lor - rachete balistice intercontinentale (ICBM) și vehicule de lansare. La lansarea sateliților pe orbite apropiate de Pământ, rachetele au atins viteze de 18.000 – 25.000 km/h. Aceasta a depășit cu mult parametrii maximi ai celei mai rapide aeronave supersonice, atât civile (Concord = 2150 km/h, Tu-144 = 2300 km/h), cât și militare (SR-71 = 3540 km/h, MiG-31 = 3000 km/h). h) ora).

Separat, aș dori să remarc faptul că, la proiectarea interceptorului supersonic MiG-31, designerul de aeronave G.E. Lozino-Lozinsky a folosit materiale avansate (titan, molibden etc.) în proiectarea corpului aeronavei, ceea ce a permis aeronavei să atingă o altitudine record pentru zborul cu echipaj (MiG-31D) și o viteză maximă de 7000 km/h în atmosfera superioară. În 1977, pilotul de testare Alexander Fedotov a stabilit un record mondial absolut de altitudine de zbor de 37.650 de metri pe predecesorul său, MiG-25 (pentru comparație, altitudinea maximă de zbor a SR-71 a fost de 25.929 de metri). Din păcate, motoarele pentru zboruri la altitudini mari în condiții de atmosferă extrem de rarefiată nu fuseseră încă create, deoarece aceste tehnologii erau dezvoltate doar în măruntaiele institutelor de cercetare și birourilor de proiectare sovietice, ca parte a numeroaselor lucrări experimentale.

O nouă etapă în dezvoltarea tehnologiilor hipersunete au fost proiectele de cercetare pentru crearea de sisteme aerospațiale care combinau capacitățile aviației (acrobație și manevre, aterizare pe piste) și a navelor spațiale (intrare pe orbită, zbor orbital, deorbită). În URSS și SUA, aceste programe au fost parțial elaborate, dezvăluind lumii avioanele orbitale spațiale „Buran” și „Naveta spațială”.

De ce parțial? Faptul este că lansarea aeronavei pe orbită a fost efectuată folosind un vehicul de lansare. Costul lansării a fost enorm, aproximativ 450 de milioane de dolari (conform programului navetei spațiale), care a fost de câteva ori mai mare decât costul celei mai scumpe aeronave civile și militare și nu a permis transformarea aeronavei orbitale într-un produs de masă. Necesitatea de a investi sume enorme de bani în crearea unei infrastructuri care să asigure zboruri intercontinentale ultrarapide (cosmodrome, centre de control al zborului, complexe de combustibil și realimentare) a îngropat în cele din urmă perspectiva transportului de pasageri.

Singurul client care este cel puțin cumva interesat de vehiculele hipersonice este armata. Adevărat, acest interes a fost episodic. Programele militare ale URSS și ale SUA de a crea avioane aerospațiale au urmat căi diferite. Ele au fost implementate cel mai consecvent în URSS: de la proiectul de creare a unei PKA (nave spațiale de planificare) la MAKS (sistem spațial de aviație multifuncțional) și Buran, a fost construit un lanț consistent și neîntrerupt de baze științifice și tehnice, pe baza pe care s-a creat fundamentul celor viitoare.zboruri experimentale de prototipuri de avioane hipersonice.

Birourile de proiectare a rachetelor au continuat să-și îmbunătățească ICBM-urile. Odată cu apariția sistemelor moderne de apărare aeriană și de apărare antirachetă, capabile să doboare focoase ICBM la distanțe mari, au început să fie impuse noi cerințe pentru elementele lovitoare ale rachetelor balistice. Ogioasele noilor ICBM trebuiau să depășească apărarea antiaeriană și antirachetă inamicului. Așa au apărut unitățile de luptă capabile să depășească apărarea antiaeriană la viteze hipersonice (M=5-6).

Dezvoltarea tehnologiilor hipersonice pentru focoasele ICBM a făcut posibilă lansarea mai multor proiecte de creare a armelor hipersonice defensive și ofensive - cinetice (railgun), dinamice (rachete de croazieră) și spațiale (lovitură de pe orbită).

Intensificarea rivalității geopolitice a SUA cu Rusia și China a reînviat subiectul hipersunetului ca instrument promițător capabil să ofere un avantaj în domeniul armelor spațiale și cu rachete. Interesul crescut pentru aceste tehnologii se datorează și conceptului de a provoca daune maxime inamicului folosind arme convenționale (non-nucleare), care de fapt este implementat de țările NATO conduse de Statele Unite.

Într-adevăr, dacă comandamentul militar are la dispoziție cel puțin o sută de vehicule hipersonice nenucleare care pot depăși cu ușurință sistemele existente de apărare aeriană și de apărare antirachetă, atunci acest „ultim argument al regilor” va afecta direct echilibrul strategic dintre puterile nucleare. Mai mult, o rachetă hipersonică în viitor poate distruge elemente ale forțelor nucleare strategice atât din aer, cât și din spațiu într-o perioadă de cel mult o oră din momentul în care se ia decizia până în momentul în care atinge ținta. Aceasta este tocmai ideologia încorporată în programul militar american Prompt Global Strike (prompt global strike).

Este un astfel de program fezabil în practică? Argumentele „pentru” și „împotrivă” au fost împărțite aproximativ în mod egal. Să ne dăm seama.

Programul American Prompt Global Strike

Conceptul Prompt Global Strike (PGS) a fost adoptat în anii 2000 la inițiativa Comandamentului Forțelor Armate ale SUA. Elementul său cheie este capacitatea de a lansa o lovitură non-nucleară oriunde pe glob în 60 de minute de la luarea unei decizii. Lucrările în cadrul acestui concept se desfășoară simultan în mai multe direcții.

Prima direcție a PGS, iar cel mai realist din punct de vedere tehnic a devenit utilizarea ICBM-urilor cu focoase nenucleare de înaltă precizie, inclusiv focoase cluster, care sunt echipate cu un set de submuniții orientate. Pentru a testa această zonă, a fost ales ICBM Trident II D5 de pe mare, livrând elemente distructive pe o rază maximă de 11.300 de kilometri. În prezent, se lucrează pentru reducerea CEP-ului focoaselor la valori de 60-90 de metri.

A doua direcție a PGS au fost selectate rachete de croazieră hipersonice strategice (SGKR). În cadrul conceptului adoptat, este implementat subprogramul X-51A Waverider (SED-WR). La inițiativa US Air Force și sprijinul DARPA, dezvoltarea unei rachete hipersonice a fost realizată de Pratt & Whitney și Boeing din 2001.

Primul rezultat al lucrărilor în curs ar trebui să fie apariția până în 2020 a unui demonstrator de tehnologie cu un motor hipersonic ramjet instalat (motor scramjet). Potrivit experților, SGKR cu acest motor poate avea următorii parametri: viteza de zbor M = 7–8, raza maximă de zbor 1300-1800 km, altitudinea de zbor 10-30 km.

În mai 2007, după o analiză detaliată a progresului lucrărilor la X-51A „WaveRider”, clienții militari au aprobat proiectul de rachetă. Boeing X-51A WaveRider experimental este o rachetă de croazieră clasică cu un scramjet ventral și o coadă cu patru cantilever. Materialele și grosimea protecției termice pasive au fost selectate în conformitate cu estimările calculate ale fluxurilor de căldură. Modulul de nas al rachetei este realizat din wolfram cu un strat de silicon, care poate rezista la incalzirea cinetica de pana la 1500°C. Placile ceramice dezvoltate de Boeing pentru programul Space Shuttle sunt folosite pe suprafața inferioară a rachetei, unde sunt așteptate temperaturi de până la 830°C. Racheta X-51A trebuie să îndeplinească cerințe ridicate pentru stealth (ESR nu mai mult de 0,01 m 2). Pentru a accelera produsul la o viteză corespunzătoare cu M = 5, se plănuiește instalarea unui accelerator de rachetă tandem folosind combustibil solid.

Se plănuiește utilizarea aeronavelor de aviație strategice ale SUA ca principal transportator al SGKR. Nu există încă informații despre cum vor fi plasate aceste rachete - sub aripa sau în interiorul fuzelajului „strategiului”.

A treia direcție a PGS sunt programe care creează sisteme de arme cinetice care lovesc ținte de pe orbita Pământului. Americanii au calculat în detaliu rezultatele utilizării în luptă a unei tije de wolfram de aproximativ 6 metri lungime și 30 cm în diametru, scăpată de pe orbită și lovind un obiect de la sol cu ​​o viteză de aproximativ 3500 m/s. Conform calculelor, la punctul de întâlnire va fi eliberată energie echivalentă cu explozia a 12 tone de trinitrotoluen (TNT).

Justificarea teoretică a dat naștere proiectelor a două vehicule hipersonice (Falcon HTV-2 și AHW), care vor fi lansate pe orbită de vehicule de lansare și în regim de luptă vor putea plana în atmosferă cu o creștere a vitezei la apropierea de ţintă. În prezent, aceste dezvoltări se află în stadiul de proiectare preliminară și lansări experimentale. Principalele probleme problematice de până acum rămân sistemele bazate în spațiu (grupuri spațiale și platforme de luptă), sisteme de ghidare a țintei de înaltă precizie și asigurarea secretului lansării pe orbită (orice lansare și obiecte orbitale sunt dezvăluite de sistemele de avertizare și control spațial rusești de atac cu rachete) . Americanii speră să rezolve problema secretului după 2019, odată cu lansarea în exploatare a unui sistem spațial de aviație reutilizabil, care va lansa o sarcină utilă pe orbită „cu aeronava”, prin două etape - un avion de transport (bazat pe Boeing 747) și o aeronavă spațială fără pilot (bazată pe prototipul dispozitivului X-37V).

A patra direcție a PGS este un program de creare a unui avion de recunoaștere hipersonic fără pilot bazat pe faimosul Lockheed Martin SR-71 Blackbird.

Divizia Lockheed Skunk Works dezvoltă în prezent un UAV promițător sub numele de funcționare SR-72, care ar trebui să dubleze viteza maximă a SR-71, atingând valori de aproximativ M = 6.

Dezvoltarea unui avion de recunoaștere hipersonic este pe deplin justificată. În primul rând, SR-72, datorită vitezei sale colosale, va fi foarte vulnerabil la sistemele de apărare aeriană. În al doilea rând, va umple „golurile” în operarea sateliților, obținând rapid informații strategice și detectând sisteme ICBM mobile, formațiuni de nave și grupări de forțe inamice în teatrul de operațiuni.

Sunt luate în considerare două variante ale aeronavei SR-72 - cu echipaj și fără pilot, iar utilizarea sa ca bombardier de lovitură și purtător de arme de precizie nu este, de asemenea, exclusă. Cel mai probabil, rachetele ușoare fără motor de propulsie pot fi folosite ca arme, deoarece nu sunt necesare atunci când sunt lansate la o viteză de 6 M. Greutatea eliberată va fi probabil utilizată pentru a crește puterea focosului. Lockheed Martin plănuiește să prezinte un prototip de zbor al aeronavei în 2023.

Proiect chinezesc al unui avion hipersonic DF-ZF

Pe 27 aprilie 2016, publicația americană Washington Free Beacon, citând surse din Pentagon, a informat lumea despre cel de-al șaptelea test al avionului hipersonic chinezesc DZ-ZF. Aeronava a fost lansată de la Centrul de Lansare a Sateliților Taiyuan (provincia Shanxi). Potrivit ziarului, avionul a efectuat manevre cu viteze de la 6.400 la 11.200 km/h și s-a prăbușit pe un teren de antrenament din vestul Chinei.

„Conform evaluărilor serviciilor de informații ale Statelor Unite, China intenționează să folosească o aeronavă hipersonică ca mijloc de a livra focoase nucleare capabile să depășească sistemele de apărare antirachetă”, se arată în publicație. „DZ-ZF poate fi folosit și ca armă capabilă să distrugă o țintă oriunde în lume într-o oră.”

Potrivit unei analize efectuate de serviciile de informații americane a întregii serii de teste, aeronavele hipersonice au fost lansate cu rachete balistice cu rază scurtă de acțiune DF-15 și DF-16 (rază de până la 1000 km), precum și cu rază medie DF-21. (autonomie 1800 km). Nu a fost exclusă testarea ulterioară a lansărilor folosind ICBM DF-31A (rază 11.200 km). Conform programului de testare, se cunosc următoarele: separându-se de purtător în straturile superioare ale atmosferei, dispozitivul în formă de con a accelerat în jos și a manevrat de-a lungul traiectoriei de atingere a țintei.

În ciuda numeroaselor publicații din mass-media străine conform cărora aeronava hipersonică chineză (HLA) este concepută pentru a distruge portavioanele americane, experții militari chinezi au fost sceptici cu privire la astfel de declarații. Ei au subliniat faptul binecunoscutul că viteza supersonică a GLA creează un nor de plasmă în jurul dispozitivului, care interferează cu funcționarea radarului de bord atunci când ajustează cursul și țintește o țintă atât de mobilă ca un portavion. .

După cum a spus colonelul Shao Yongling, profesor la Colegiul de Comandă al Forțelor de Rachete PLA într-un interviu pentru China Daily: „Viteza și raza de acțiune ultra-înaltă îl fac (GLA) un mijloc excelent de distrugere a țintelor terestre. În viitor, poate înlocui rachetele balistice intercontinentale.”

Potrivit raportului comisiei relevante a Congresului SUA, DZ-ZF poate fi adoptat de PLA în 2020, iar versiunea sa îmbunătățită pe rază lungă până în 2025.

Restul științific și tehnic al Rusiei - aeronave hipersonice

Hipersonic Tu-2000

În URSS, lucrările la un avion hipersonic au început la Biroul de proiectare Tupolev la mijlocul anilor 1970, pe baza aeronavei de pasageri în serie Tu-144. Cercetarea și proiectarea au fost efectuate pe o aeronavă capabilă de viteze de până la M=6 (TU-260) și cu o rază de zbor de până la 12.000 km, precum și pe o aeronavă intercontinentală hipersonică TU-360. Raza sa de zbor trebuia să atingă 16.000 km. A fost pregătit chiar un proiect pentru aeronava hipersonică de pasageri Tu-244, proiectată să zboare la o altitudine de 28-32 km cu o viteză de M = 4,5-5.

În februarie 1986, cercetarea și dezvoltarea a început în Statele Unite să creeze avionul spațial X-30 cu o centrală electrică cu reacție de aer, capabilă să intre pe orbită într-o versiune cu o singură etapă. Proiectul National Aerospace Plane (NASP) s-a remarcat printr-o abundență de noi tehnologii, a căror cheie a fost un motor hipersonic ramjet dublu, care permite zborul la viteze de M=25. Potrivit informațiilor primite de informațiile URSS, NASP era dezvoltat în scopuri civile și militare.

Răspunsul la dezvoltarea transatmosferic X-30 (NASP) au fost decretele guvernului URSS din 27 ianuarie și 19 iulie 1986 privind crearea unui echivalent cu avionul aerospațial american (VKS). La 1 septembrie 1986, Ministerul Apărării a emis o specificație tehnică pentru o aeronavă aerospațială reutilizabilă cu o singură etapă (SAR). Conform acestei sarcini tehnice, MVKS trebuia să asigure livrarea eficientă și economică a mărfurilor pe orbita joasă a Pământului, transportul intercontinental transatmosferic de mare viteză și soluționarea problemelor militare, atât în ​​atmosferă, cât și în spațiul cosmic apropiat. Dintre lucrările depuse la concurs de Biroul de Proiectare Tupolev, Biroul de Proiectare Yakovlev și NPO Energia, proiectul Tu-2000 a primit aprobare.

Ca rezultat al cercetărilor preliminare în cadrul programului MVKS, centrala a fost selectată pe baza unor soluții dovedite și dovedite. Motoarele care respirau aer (WRD) existente care foloseau aer atmosferic aveau restricții de temperatură; acestea erau folosite pe aeronave a căror viteză nu depășea M=3, iar motoarele cu rachete trebuiau să transporte o cantitate mare de combustibil la bord și nu erau potrivite pentru zboruri lungi. în atmosferă. Prin urmare, a fost luată o decizie importantă - pentru ca aeronava să zboare la viteze supersonice și la toate altitudinile, motoarele sale trebuie să aibă caracteristici atât ale tehnologiei aviației, cât și ale tehnologiei spațiale.

S-a dovedit că cel mai rațional pentru o aeronavă hipersonică este un motor ramjet (ramjet), care nu are părți rotative, în combinație cu un motor turboreactor (TRE) pentru accelerare. S-a presupus că motoarele ramjet cu hidrogen lichid erau cele mai potrivite pentru zboruri la viteze hipersonice. Iar motorul de rapel este un turboreactor care rulează fie kerosen, fie hidrogen lichid.

Ca rezultat, o combinație între un motor turboreactor economic care funcționează în intervalul de viteză M = 0-2,5, un al doilea motor - un ramjet, care accelerează aeronava la M = 20 și un motor cu propulsie lichidă pentru intrarea pe orbită (accelerare la primul viteza de evacuare de 7. 9 km/s) si suport pentru manevre orbitale.

Datorită complexității rezolvării unui complex de probleme științifice, tehnice și tehnologice pentru crearea unui MVKS cu o singură etapă, programul a fost împărțit în două etape: crearea unei aeronave hipersonice experimentale cu o viteză de zbor de până la M = 5. -6, și dezvoltarea unui prototip de MVKS orbital, asigurând desfășurarea unui experiment de zbor pe toată gama de zboruri, până la plimbare în spațiu. În plus, în a doua etapă a lucrării MVKS, s-a planificat crearea unor versiuni ale bombardierului spațial Tu-2000B, care a fost proiectat ca un avion cu două locuri, cu o rază de zbor de 10.000 km și o greutate la decolare de 350. tone. Șase motoare alimentate cu hidrogen lichid trebuiau să ofere o viteză de M=6-8 la o altitudine de 30-35 km.

Potrivit specialiștilor de la OKB im. A.N.Tupolev, costul construirii unui sistem de videoconferință ar fi trebuit să fie de aproximativ 480 de milioane de dolari, la prețurile din 1995 (cu costuri de cercetare și dezvoltare de 5,29 miliarde de dolari). Costul estimat al lansării urma să fie de 13,6 milioane de dolari, cu 20 de lansări pe an.

Prima dată, modelul aeronavei Tu-2000 a fost prezentat la expoziția Mosaeroshow-92. Înainte ca lucrările să fie oprite în 1992, pentru Tu-2000 au fost fabricate următoarele: un cheson de aripă din aliaj de nichel, elemente de fuzelaj, rezervoare de combustibil criogenic și conducte de combustibil compozit.

Atomic M-19

Un „concurent” de lungă durată pentru aeronavele strategice ale Biroului de Proiectare care poartă numele. Tupolev - Uzina experimentală de construcție de mașini (acum EMZ numită după Myasishchev) a fost, de asemenea, implicată în dezvoltarea unui VKS cu o singură etapă, ca parte a cercetării și dezvoltării Kholod-2. Proiectul a fost numit „M-19” și a inclus lucrări pe următoarele subiecte:

  • Subiectul 19-1. Crearea unui laborator zburător cu o centrală electrică cu hidrogen lichid, dezvoltarea tehnologiei de lucru cu combustibil criogenic;
  • Subiectul 19-2. Lucrări de proiectare pentru a determina aspectul unei aeronave hipersonice;
  • Subiectul 19-3. Lucrări de proiectare și inginerie pentru a determina aspectul unui sistem promițător de videoconferință;
  • Subiectul 19-4. Lucrări de proiectare și dezvoltare pentru a determina apariția opțiunilor alternative pentru forțele aerospațiale cu un sistem de propulsie nucleară.

Lucrările la sistemul promițător de videoconferință au fost realizate sub supravegherea directă a General Designer V.M. Myasishchev și designerul general A.D. Tokhuntsa. Pentru realizarea componentelor cercetării și dezvoltării, au fost aprobate planuri de lucru în comun cu întreprinderile Ministerului Industriei Aeronautice al URSS, inclusiv: TsAGI, CIAM, NIIAS, ITPM ​​​​și multe altele, precum și cu Institutul de Cercetare al URSS. Academia de Științe și Ministerul Apărării.

Aspectul VKS M-19 cu o singură etapă a fost determinat după studierea a numeroase opțiuni alternative de configurare aerodinamică. În ceea ce privește cercetarea caracteristicilor unui nou tip de centrale electrice, modelele scramjet au fost testate în tuneluri de vânt la viteze corespunzătoare numerelor Mach = 3-12. Pentru a evalua eficiența viitorului VKS, au fost dezvoltate, de asemenea, modele matematice ale sistemelor de aparate și ale centralei electrice combinate cu un motor de rachetă nucleară (NRE).

Utilizarea unui sistem de videoconferință cu un sistem combinat de propulsie nucleară a implicat oportunități extinse pentru explorarea intensivă atât a spațiului din apropierea Pământului, inclusiv a orbitelor geostaționare îndepărtate, cât și a zonelor spațiale adânci, inclusiv a Lunii și a spațiului cislunar.

Prezența unei instalații nucleare la bordul VKS ar face posibilă, de asemenea, utilizarea acesteia ca o unitate energetică puternică pentru a asigura funcționarea noilor tipuri de arme spațiale (arme cu fascicule, arme cu fascicule, mijloace de influențare a condițiilor climatice etc.).

Sistemul de propulsie combinat (CPS) a inclus:

  • Susținerea motorului de rachetă nucleară (NRE) bazat pe un reactor nuclear cu protecție împotriva radiațiilor;
  • 10 motoare turboreactor cu două circuite (DTRDF) cu schimbătoare de căldură în circuitele interne și externe și postcombustie;
  • Motoare ramjet hipersonice (motoare scramjet);
  • Două turbocompresoare pentru a asigura pomparea hidrogenului prin schimbătoare de căldură DTRDF;
  • Unitate de distribuție cu turbopompe, schimbătoare de căldură și supape de conducte, sisteme de control al alimentării cu combustibil.

Hidrogenul a fost folosit ca combustibil pentru motoarele DTRDF și scramjet și era, de asemenea, fluidul de lucru în circuitul închis al motorului de propulsie nucleară.

În forma sa finală, conceptul M-19 arăta astfel: VKS de 500 de tone efectuează decolarea și accelerația inițială ca o aeronavă nucleară cu motoare cu ciclu închis, iar hidrogenul servește ca lichid de răcire care transferă căldura de la reactor la zece motoare turboreactor. . Pe măsură ce accelerează și câștigă altitudine, hidrogenul începe să fie furnizat post-arzătoare ale motorului turboreactor și puțin mai târziu în motorul scramjet cu flux direct. În cele din urmă, la o altitudine de 50 km, la o viteză de zbor mai mare de 16 Mach, este pornit un motor de rachetă cu propulsie nucleară cu o tracțiune de 320 tf, care asigura accesul pe o orbită de lucru la o altitudine de 185-200 de kilometri. . Cu o greutate la decolare de aproximativ 500 de tone, VKS M-19 trebuia să lanseze o sarcină utilă cu o greutate de aproximativ 30-40 de tone pe o orbită de referință cu o înclinare de 57,3 °.

Este necesar să remarcăm un fapt puțin cunoscut că atunci când se calculează caracteristicile CDU în modurile de zbor turbo-ramjet, rachetă-ramjet și hipersonic, rezultatele studiilor și calculelor experimentale efectuate la CIAM, TsAGI și ITPM ​​​​SB AS URSS au fost folosite.

Ajax" - hipersunet într-un mod nou

Lucrările la crearea unei aeronave hipersonice au fost efectuate și la Biroul de proiectare Neva (Sankt Petersburg), pe baza căreia s-a format Întreprinderea de cercetare de stat pentru viteze hipersonice (acum OJSC NIPGS HC Leninets).

NIPGS a abordat crearea GLA într-un mod fundamental nou. Conceptul Ajax GLA a fost prezentat la sfârșitul anilor 80. Vladimir Lvovici Freishtadt. Esența sa este că GLA nu are protecție termică (spre deosebire de majoritatea VKS și GLA). Fluxul de căldură care are loc în timpul zborului hipersonic este introdus în HVA pentru a-și crește resursa de energie. Astfel, Ajax GLA a fost un sistem aerotermodinamic deschis, care a transformat o parte din energia cinetică a fluxului de aer hipersonic în energie chimică și electrică, rezolvând simultan problema răcirii corpului aeronavei. În acest scop, au fost proiectate componentele principale ale unui reactor chimic de recuperare a căldurii cu catalizator, situat sub carcasa aeronavei.

Pielea aeronavei din zonele cele mai solicitate termic avea o carcasă cu două straturi. Între straturile carcasei se afla un catalizator din material rezistent la căldură („bureți de nichel”), care era un subsistem activ de răcire cu reactoare chimice de recuperare a căldurii. Conform calculelor, în toate modurile de zbor hipersonic, temperatura elementelor corpului aeronavei GLA nu a depășit 800-850°C.

GLA include un motor ramjet cu combustie supersonică integrat cu corpul aeronavei și motorul principal (de propulsie) - un motor chimic cu magnetoplasmă (MPXE). MPHD a fost destinat să controleze fluxul de aer folosind un accelerator magneto-gaz-dinamic (accelerator MHD) și să genereze electricitate folosind un generator MHD. Generatorul avea o putere de până la 100 MW, care era suficientă pentru a alimenta un laser capabil să lovească diferite ținte pe orbite apropiate de Pământ.

S-a presupus că susținătorul MPHD ar fi capabil să modifice viteza de zbor pe o gamă largă de numere Mach de zbor. Prin frânarea fluxului hipersonic de către un câmp magnetic, s-au creat condiții optime în camera de ardere supersonică. În timpul testelor la TsAGI, a fost dezvăluit că combustibilul cu hidrocarburi creat în cadrul conceptului Ajax arde de câteva ori mai repede decât hidrogenul. Acceleratorul MHD putea „accelera” produsele de ardere, crescând viteza maximă de zbor la M=25, ceea ce garanta intrarea pe orbita joasă a Pământului.

Versiunea civilă a aeronavei hipersonice a fost proiectată pentru o viteză de zbor de 6000-12000 km/h, o rază de zbor de până la 19000 km și transportul a 100 de pasageri. Nu există informații despre evoluțiile militare ale proiectului Ajax.

Conceptul rusesc de hipersunet – rachete și PAK DA

Lucrările desfășurate în URSS și în primii ani ai existenței noii Rusii pe tehnologii hipersonice ne permit să afirmăm că metodologia internă originală și baza științifică și tehnică au fost păstrate și utilizate pentru a crea HAV-uri rusești - atât în ​​rachete cât și versiuni de avion.

În 2004, în timpul exercițiului de la postul de comandă „Securitate 2004”, președintele rus V.V. Putin a făcut o declarație care încă entuziasmează mintea „publicului”. „Au fost efectuate experimente și câteva teste... În curând Forțele Armate Ruse vor primi sisteme de luptă capabile să opereze la distanțe intercontinentale, cu viteză hipersonică, cu mare precizie, cu manevră largă pe înălțime și direcție de impact. Aceste complexe vor face ca orice sisteme de apărare antirachetă, existente sau viitoare, să nu fie promițătoare.”.

Unele mass-media naționale au interpretat această declarație după cum au înțeles. De exemplu: „Rusia a dezvoltat prima rachetă de manevră hipersonică din lume, care a fost lansată dintr-un bombardier strategic Tu-160 în februarie 2004, când au avut loc exercițiile la postul de comandă Securitate 2004...


De fapt, în timpul exercițiului a fost lansată racheta balistică RS-18 Stiletto cu noi echipamente de luptă. În loc de un focos convențional, RS-18 conținea un dispozitiv capabil să schimbe altitudinea și direcția de zbor și, astfel, să depășească orice apărare antirachetă, inclusiv americană. Aparent, dispozitivul testat în timpul exercițiului de Securitate 2004 a fost o rachetă de croazieră hipersonică (GKR) X-90, dezvoltată la Raduga IKB la începutul anilor 1990.

Judecând după caracteristicile de performanță ale acestei rachete, bombardierul strategic Tu-160 poate transporta două X-90. Restul caracteristicilor arată astfel: masa rachetei - 15 tone, motor principal - scramjet, accelerator - motor rachetă cu combustibil solid, viteza de zbor - 4-5 M, altitudinea de lansare - 7000 m, altitudinea de zbor - 7000-20000 m, lansare interval 3000-3500 km, numărul de focoase - 2, puterea focoaselor - 200 kt.

În dezbaterea dacă un avion sau o rachetă este mai bun, avioanele au pierdut cel mai adesea, deoarece rachetele s-au dovedit a fi mai rapide și mai eficiente. Și avionul a devenit un transportator de rachete de croazieră capabile să lovească ținte la o distanță de 2500-5000 km. La lansarea unei rachete către o țintă, bombardierul strategic nu a intrat în zona de apărare contra-aeriană, așa că a-l face hipersonic nu avea sens.

„Competiția hipersonică” dintre aeronave și rachete se apropie acum de o nouă concluzie cu un rezultat previzibil - rachetele sunt din nou înaintea aeronavelor.

Să evaluăm situația. Aviația cu rază lungă de acțiune, care face parte din Forțele Aerospațiale Ruse, este înarmată cu 60 de avioane turbopropulsoare Tu-95MS și 16 bombardiere cu reacție Tu-160. Durata de viață a lui Tu-95MS expiră în 5-10 ani. Ministerul Apărării a decis să mărească numărul de Tu-160 la 40 de unități. Se lucrează la modernizarea Tu-160. Astfel, VKS va începe în curând să primească noi Tu-160M. Tupolev Design Bureau este, de asemenea, principalul dezvoltator al complexului promițător de aviație cu rază lungă de acțiune (PAK DA).

„Probabilul nostru adversar” nu stă cu mâinile în brațe, el investește bani în dezvoltarea conceptului Prompt Global Strike (PGS). Capacitățile bugetului militar al SUA în ceea ce privește finanțarea depășesc semnificativ capacitățile bugetului rus. Ministerul Finanțelor și Ministerul Apărării se ceartă cu privire la cuantumul finanțării Programului de Armament de Stat pentru perioada până în 2025. Și vorbim nu numai despre costurile actuale ale achiziției de noi arme și echipamente militare, ci și despre evoluții promițătoare, care includ tehnologiile PAK DA și GLA.

În crearea muniției hipersonice (rachete sau proiectile) nu totul este clar. Avantajul evident al hipersunetului este viteza, timpul scurt de apropiere de țintă și o garanție ridicată a depășirii sistemelor de apărare antiaeriană și antirachetă. Cu toate acestea, există multe probleme - costul ridicat al muniției de unică folosință, complexitatea controlului la schimbarea traiectoriei de zbor. Aceleași neajunsuri au devenit argumente decisive în reducerea sau închiderea programelor hipersonice cu echipaj, adică aeronavelor hipersonice.

Problema costului ridicat al muniției poate fi rezolvată prin prezența la bordul aeronavei a unui complex computerizat puternic pentru calcularea parametrilor de bombardare (lansare), care transformă bombele și rachetele convenționale în arme de înaltă precizie. Sistemele computerizate de bord similare instalate în focoasele rachetelor hipersonice fac posibilă echivalarea acestora cu clasa de arme strategice de înaltă precizie, care, potrivit experților militari PLA, pot înlocui sistemele ICBM. Prezența rachetelor cu rază strategică va pune sub semnul întrebării necesitatea menținerii aviației cu rază lungă de acțiune, deoarece aceasta are limitări în ceea ce privește viteza și eficacitatea utilizării în luptă.

Apariția unei rachete antiaeriene hipersonice (GZR) în arsenalul oricărei armate va forța aviația strategică să se „ascundă” pe aerodromuri, deoarece Distanța maximă de la care pot fi folosite rachetele de croazieră ale unui bombardier va fi acoperită de astfel de GZR în câteva minute. Creșterea razei, preciziei și manevrabilității GZR-urilor le va permite să doboare ICBM-uri inamice la orice altitudine, precum și să perturbe un raid masiv al bombardierelor strategice înainte ca acestea să ajungă la linia de lansare a rachetelor de croazieră. Pilotul „strategiului” poate detecta lansarea GZR, dar este puțin probabil să aibă timp să conducă avionul departe de înfrângere.

Dezvoltarea GLA, care se desfășoară acum intens în țările dezvoltate, indică faptul că este în curs de căutare un instrument de încredere (armă) care să poată distruge în mod fiabil arsenalul nuclear al inamicului înainte de utilizarea armelor nucleare, ca ultim argument în protejarea acestora. suveranitatea statului. Armele hipersonice pot fi folosite și împotriva principalelor centre ale puterii politice, economice și militare ale unui stat.

Hypersoundul nu a fost uitat în Rusia, se lucrează pentru crearea de arme de rachete bazate pe această tehnologie (Sarmat ICBM, Rubezh ICBM, X-90), dar se bazează pe un singur tip de armă („arma miracolă”, „arma de răzbunare” „) ar fi, cel puțin, incorectă.

Încă nu există claritate în crearea PAK DA, deoarece cerințele de bază pentru scopul său și utilizarea în luptă sunt încă necunoscute. Bombardierele strategice existente, ca componente ale triadei nucleare a Rusiei, își pierd treptat din importanță din cauza apariției de noi tipuri de arme, inclusiv a celor hipersonice.

Cursul de „conținere” a Rusiei, proclamat ca sarcină principală a NATO, poate duce în mod obiectiv la o agresiune împotriva țării noastre, la care vor participa armatele Tratatului Atlanticului de Nord, antrenate și înarmate cu mijloace moderne. În ceea ce privește numărul de personal și de arme, NATO este de 5-10 ori mai mare decât Rusia. În jurul Rusiei se construiește o „centură sanitară”, inclusiv baze militare și poziții de apărare antirachetă. În esență, activitățile NATO sunt descrise în termeni militari ca pregătire operațională pentru un teatru de operațiuni (teatru de operațiuni). În același timp, principala sursă de aprovizionare cu arme rămân Statele Unite ale Americii, așa cum au fost atât în ​​primul cât și în cel de-al doilea război mondial.

Un bombardier strategic hipersonic poate fi, în decurs de o oră, oriunde în lume peste orice facilitate (bază) militară, din care este asigurată aprovizionarea cu resurse pentru grupurile de trupe, inclusiv cele din „centura sanitară”. Puțin vulnerabil la sistemele de apărare antirachetă și aeriană, poate distruge astfel de obiecte cu arme nenucleare puternice de înaltă precizie. Prezența unui astfel de GLA în timp de pace va deveni un element de descurajare suplimentar pentru susținătorii aventurilor militare globale.

GLA civil poate deveni baza tehnică pentru o descoperire în dezvoltarea zborurilor intercontinentale și a tehnologiilor spațiale. Bazele științifice și tehnice ale proiectelor Tu-2000, M-19 și Ajax sunt încă relevante și pot fi solicitate.

Cum va fi viitorul PAK DA - subsonic cu SGKR sau hipersonic cu arme convenționale modificate - va fi decis de clienți - Ministerul Apărării și Guvernul Rusiei.

„Cine câștigă prin calcul preliminar înainte de luptă are multe șanse. Cine nu câștigă prin calcul chiar înainte de luptă are șanse mici. Cine are multe șanse câștigă. Cei care au șanse mici nu câștigă. Mai ales unul care nu are nicio șansă.” /Sun Tzu, „Arta războiului”/

Expertul militar Alexey Leonkov

  • link .
    Costul abonamentului anual -
    10.800 de ruble.

Este prea devreme să vorbim despre o cursă a înarmărilor în acest domeniu - astăzi este o cursă tehnologică. Proiectele hipersonice nu au depășit încă domeniul de cercetare și dezvoltare: deocamdată, majoritatea demonstranților sunt trimiși în zbor. Nivelurile lor de pregătire tehnologică pe scara DARPA se află în principal pe pozițiile a patra până la a șasea (pe o scară de zece puncte).


Cu toate acestea, nu este nevoie să vorbim despre hipersunet ca despre un fel de noutate tehnică. Ogioasele ICBM intră în atmosferă la hipersunet, vehiculele de coborâre cu astronauți, iar navetele spațiale sunt, de asemenea, hipersonice. Dar zborul cu viteze hipersonice atunci când deorbitează este o necesitate necesară și nu durează mult. Vom vorbi despre aeronave pentru care hipersunetul este modul normal de operare și fără el nu își vor putea demonstra superioritatea și să-și arate capacitățile și puterea.


Swift Scout
SR-72 este o aeronavă americană promițătoare care poate deveni un analog funcțional al legendarului SR-71 - o aeronavă de recunoaștere supersonică și super manevrabilă. Principala diferență față de predecesorul său este absența unui pilot în cockpit și viteza hipersonică.

Impact de pe orbită

Vom vorbi despre obiecte controlate de manevrare hipersonică - focoase de manevră ale ICBM-urilor, rachete de croazieră hipersonice, UAV-uri hipersonice. Ce înțelegem mai exact prin aeronave hipersonice? În primul rând, ne referim la următoarele caracteristici: viteza de zbor - 5-10 M (6150-12.300 km/h) și peste, interval de altitudine de operare acoperit - 25-140 km. Una dintre cele mai atractive calități ale vehiculelor hipersonice este imposibilitatea urmăririi fiabile de către sistemele de apărare aeriană, deoarece obiectul zboară într-un nor de plasmă, opac radarului. De asemenea, merită remarcat manevrabilitatea ridicată și timpul minim de reacție la înfrângere. De exemplu, un vehicul hipersonic necesită doar o oră după părăsirea orbita de așteptare pentru a atinge ținta selectată.

Proiectele pentru vehicule hipersonice au fost dezvoltate de mai multe ori și continuă să fie dezvoltate în țara noastră. Vă puteți aminti Tu-130 (6 M), aeronava Ajax (8-10 M), proiectele de avioane hipersonice de mare viteză de la Biroul de Proiectare care poartă numele. Mikoyan pe combustibil cu hidrocarburi în diverse aplicații și o aeronavă hipersonică (6 M) pe două tipuri de combustibil - hidrogen pentru viteze mari de zbor și kerosen pentru cele mai mici.


Racheta hipersonică Boeing X-51A Waverider este dezvoltată în Statele Unite

Proiectul OKB și-a pus amprenta asupra ingineriei. Mikoyan „Spiral”, în care aeronava hipersonică aerospațială de întoarcere a fost lansată pe orbită artificială a satelitului de o aeronavă hipersonică de rapel și, după finalizarea misiunilor de luptă pe orbită, a revenit în atmosferă, efectuând manevre în ea și la viteze hipersonice. Evoluțiile din proiectul Spiral au fost utilizate în proiectele navetei spațiale BOR și Buran. Există informații oficial neconfirmate despre aeronava hipersonică Aurora creată în Statele Unite. Toată lumea a auzit de el, dar nimeni nu l-a văzut vreodată.

„Zircon” pentru flotă

Pe 17 martie 2016, a devenit cunoscut faptul că Rusia a început oficial testarea rachetei de croazieră anti-navă hipersonică Zircon (ASC). Submarinele nucleare de generația a cincea (Husky) vor fi, de asemenea, înarmate cu cel mai recent proiectil; navele de suprafață și, bineînțeles, nava amiral a flotei ruse, Petru cel Mare, îl vor primi. O viteză de 5-6 M și o rază de acțiune de cel puțin 400 km (racheta va acoperi această distanță în patru minute) va complica semnificativ utilizarea contramăsurilor. Se știe că racheta va folosi noul combustibil Decilin-M, care mărește raza de zbor cu 300 km. Dezvoltatorul sistemului de rachete anti-navă Zircon este NPO Mashinostroeniya, parte a Tactical Missile Weapons Corporation. Apariția unei rachete în serie poate fi așteptată până în 2020. Merită luat în considerare faptul că Rusia are o experiență vastă în crearea de rachete de croazieră antinavă de mare viteză, cum ar fi racheta antinavă serială P-700 Granit (2,5 M), racheta antinavă în serie P-270 Moskit (2,8 M). ), care va fi înlocuit cu noul sistem de rachete antinavă Zircon.


lovitură cu aripi
Avionul de alunecare hipersonic fără pilot, dezvoltat la Biroul de Proiectare Tupolev la sfârșitul anilor 1950, trebuia să reprezinte ultima etapă a sistemului de lovire a rachetelor.

focos viclean

Primele informații despre lansarea produsului Yu-71 (așa cum este desemnat în Occident) pe orbita joasă a Pământului de către racheta RS-18 Stiletto și întoarcerea sa în atmosferă au apărut în februarie 2015. Lansarea a fost făcută din zona de poziție a formațiunii Dombrovsky de către a 13-a divizie de rachete a Forțelor strategice de rachete (regiunea Orenburg). De asemenea, se raportează că până în 2025 divizia va primi 24 de produse Yu-71 pentru a echipa noile rachete Sarmat. Produsul Yu-71 a fost, de asemenea, creat de NPO Mashinostroeniya ca parte a Proiectului 4202 din 2009.

Produsul este un focos de rachetă super manevrabil care efectuează un zbor de planare cu o viteză de 11.000 km/h. Poate merge în spațiul apropiat și atinge ținte de acolo, precum și poate transporta o încărcătură nucleară și poate fi echipat cu un sistem de război electronic. În momentul „scufundării” în atmosferă, viteza poate fi de 5.000 m/s (18.000 km/h) și din acest motiv Yu-71 este protejat de supraîncălzire și suprasarcină și poate schimba cu ușurință direcția de zbor fără a fi distrus.


Element al unei aeronave hipersonice, care a rămas un proiect
Lungimea aeronavei trebuia să fie de 8 m, anvergura aripilor de 2,8 m.

Produsul Yu-71, având o manevrabilitate ridicată la viteză hipersonică în altitudine și îndreptare și care zboară nu pe o traiectorie balistică, devine de neatins pentru orice sistem de apărare aeriană. În plus, focosul este controlabil, datorită căruia are o precizie foarte mare de distrugere: acest lucru îi va permite, de asemenea, să fie utilizat într-o versiune non-nucleară de înaltă precizie. Se știe că în perioada 2011–2015 au fost făcute mai multe lansări. Se crede că produsul Yu-71 va fi pus în funcțiune în 2025 și va fi echipat cu ICBM Sarmat.

Ridică-te sus

Printre proiectele din trecut, se remarcă racheta X-90, care a fost dezvoltată de Raduga IKB. Proiectul datează din 1971, a fost închis în 1992, un an dificil pentru țară, deși testele efectuate au arătat rezultate bune. Racheta a fost demonstrată în mod repetat la spectacolul aerospațial MAKS. Câțiva ani mai târziu, proiectul a fost reînviat: racheta a primit o viteză de 4-5 M și o rază de acțiune de 3500 km atunci când a fost lansată de la un transportator Tu-160. Zborul demonstrativ a avut loc în 2004. Trebuia să înarmeze racheta cu două focoase detașabile plasate pe părțile laterale ale fuzelajului, dar proiectilul nu a intrat niciodată în serviciu.

Racheta hipersonică RVV-BD a fost dezvoltată de Biroul de Proiectare Vympel numit după I.I. Toropova. Continuă linia de rachete K-37, K-37M, care sunt în serviciu cu MiG-31 și MiG-31BM. Interceptorii hipersonici ai proiectului PAK DP vor fi, de asemenea, înarmați cu racheta RVV-BD. Potrivit declarației șefului KTRV, Boris Viktorovich Obnosov, făcută la MAKS 2015, racheta a început să fie produsă în masă, iar primele sale loturi vor ieși de pe linia de asamblare în 2016. Racheta cântărește 510 kg, are un focos cu fragmentare puternic exploziv și va lovi ținte la distanțe de 200 km la o gamă largă de altitudini. Un motor de rachetă cu combustibil solid cu două moduri îi permite să atingă o viteză hipersonică de 6 Mach.


SR-71
Astăzi, această aeronavă, îndepărtată de multă vreme din serviciu, ocupă un loc proeminent în istoria aviației. Este înlocuit de hipersunet.

Hipersunetul Imperiului Ceresc

În toamna lui 2015, Pentagonul a raportat, iar acest lucru a fost confirmat de Beijing, că China a testat cu succes aeronava de manevră hipersonică DF-ZF Yu-14 (WU-14), care a fost lansată de la locul de testare Wuzhai. Yu-14 s-a separat de portavion „la marginea atmosferei” și apoi a alunecat spre o țintă situată la câteva mii de kilometri în vestul Chinei. Zborul DF-ZF a fost monitorizat de serviciile de informații americane, iar conform datelor acestora, dispozitivul a manevrat cu o viteză de 5 Mach, deși viteza acestuia ar putea atinge potențial 10 Mach. China a declarat că a rezolvat problema cu jet hipersonic. motoare pentru astfel de dispozitive și a creat noi materiale compozite ușoare pentru protecție împotriva încălzirii cinetice. Reprezentanții chinezi au mai raportat că Yu-14 este capabil să spargă sistemul de apărare aeriană al SUA și să lanseze un atac nuclear global.

Proiecte America

În prezent, diverse avioane hipersonice sunt „în funcțiune” în Statele Unite, care sunt supuse unor teste de zbor cu diferite grade de succes. Lucrările asupra lor au început la începutul anilor 2000, iar astăzi se află la diferite niveluri de pregătire tehnologică. Recent, dezvoltatorul vehiculului hipersonic X-51A, Boeing, a anunțat că X-51A va fi pus în funcțiune în 2017.

Printre proiectele aflate în derulare în Statele Unite se numără: proiectul focosului de manevră hipersonică AHW (Advanced Hypersonic Weapon), aeronava hipersonică Falcon HTV-2 (Hyper-Sonic Technology Vehicle) lansată folosind ICBM-uri, aeronava hipersonică X-43 Hyper-X, un prototip de rachetă de croazieră hipersonică Boeing X-51A Waverider, echipat cu un ramjet hipersonic cu combustie supersonică. De asemenea, se știe că în Statele Unite se lucrează la UAV hipersonic SR-72 de la Lockheed Martin, care și-a anunțat oficial munca la acest produs abia în martie 2016.


„spirală” cosmică
O aeronavă hipersonică de propulsie dezvoltată în cadrul proiectului Spiral. De asemenea, era de așteptat ca sistemul să includă o aeronavă orbitală militară cu un propulsor de rachetă.

Prima mențiune despre drona SR-72 datează din 2013, când Lockheed Martin a anunțat că va dezvolta UAV hipersonic SR-72 pentru a înlocui aeronava de recunoaștere SR-71. Va zbura cu o viteză de 6400 km/h la altitudini de operare de 50-80 km până la suborbital, va avea un sistem de propulsie în două circuite cu o admisie comună de aer și un aparat cu duză bazat pe un turboreactor pentru accelerare de la o viteză. de 3 M și un ramjet hipersonic cu combustie supersonică pentru zbor la viteze mai mari de 3 M. SR-72 va efectua misiuni de recunoaștere, precum și va lovi cu arme aer-sol de înaltă precizie sub formă de rachete ușoare fără un motor - nu vor avea nevoie de unul, deoarece este deja disponibilă o viteză bună de lansare hipersonică.

Printre problemele problematice ale SR-72, experții includ alegerea materialelor și a designului carcasei care pot rezista la sarcini termice mari de la încălzirea cinetică la temperaturi de 2000 °C și peste. De asemenea, va fi necesar să se rezolve problema separării armelor din compartimentele interne la o viteză de zbor hipersonică de 5-6 M și să se elimine cazurile de pierdere a comunicării, care au fost observate în mod repetat în timpul testelor obiectului HTV-2. Lockheed Martin Corporation a declarat că dimensiunea SR-72 va fi comparabilă cu dimensiunea SR-71 - în special, lungimea SR-72 va fi de 30 m. Se așteaptă ca SR-72 să intre în funcțiune în 2030.

În istoria GLA, acestea au fost implementate sub forma mai multor avioane de testare, vehicule aeriene fără pilot și stadii orbitale-avioane spațiale ale navelor spațiale reutilizabile (MTSC). Au existat și există și încă un număr mare de proiecte pentru vehicule de acest tip, precum și sisteme aerospațiale (avioane orbitale) cu booster hipersonic și etape orbitale sau avioane spațiale AKS cu o singură etapă și avioane spațiale de pasageri.

Unul dintre primele proiecte detaliate ale GLA a fost proiectul Zenger nerealizat de a crea un bombardier spațial de luptă parțial orbital „Silbervogel” în Germania nazistă.

Spre deosebire de avioane spațiale, din cauza necesității unor ordine de mărime mai complexe de propulsie și tehnologii structurale atunci când se creează nave spațiale, până în prezent nu a fost implementat niciun proiect de nave spațiale.

Aeronavă hipersonică

În anii 1960, Statele Unite au desfășurat un program de dezvoltare și pilotare a avionului rachetă experimental North American X-15, care a devenit primul din istorie și timp de 40 de ani singura aeronavă GLA care a efectuat zboruri spațiale suborbitale cu echipaj. În SUA, 13 dintre zborurile sale au avut peste 80 km, iar în lume (FAI) - 2 dintre ele, în care a fost depășită limita spațiului de 100 km, sunt recunoscute drept zboruri spațiale suborbitale cu echipaj, iar participanții lor sunt astronauți.

Programe similare în URSS și în alte țări.

La începutul secolului al XXI-lea în Rusia a existat, dar a fost anulat, un proiect pentru o navă spațială înaripată Clipper parțial reutilizabilă lansată pe un vehicul de lansare convențional.

În SUA, proiectul Boeing X-37 continuă cu zborurile pe orbita unui avion spațial experimental lansat pe un vehicul de lansare. Sunt în curs de dezvoltare proiecte: în Marea Britanie - un avion spațial AKS cu o singură etapă Skylon cu lansare și aterizare orizontală, în India - un prototip de avion spațial lansat pe un vehicul de lansare - un prototip al unei nave spațiale AKS cu o singură etapă RLV/AVATAR cu un lansare verticală și aterizare orizontală, în China - un avion spațial lansat pe un vehicul de lansare și prototipul său Shenlong și MTKK în două etape cu lansare și aterizare orizontală etc.

  • Sistem spațial cu o singură etapă

UAV-uri hipersonice

Sunt dezvoltate și implementate proiecte de vehicule aeriene speciale experimentale fără pilot pentru a testa posibilitățile de a crea nave spațiale de transport reutilizabile în două și o singură etapă (avioane spațiale și nave spațiale) din generațiile următoare și tehnologii promițătoare de motoare rachetă (motoare scramjet) și altele.

Au existat proiecte GAV fără pilot aduse la diferite etape inițiale de implementare în SUA - Boeing X-43, Rusia - „Cold” și „Igla”, Germania - SHEFEX (prototip de avion spațial/avion spațial), Australia - AUSROCK și altele.

Rachete hipersonice și focoase cu rachete dirijate

Anterior, au fost dezvoltate o serie de proiecte pentru rachete de croazieră experimentale și de luptă (de exemplu, X-90 în URSS) și non-croazieră (de exemplu, X-45 în URSS) care ating viteze hipersonice.

Tehnologii și aplicații

GZLA pot fi fără motoare sau echipate cu diverse tipuri de sisteme de propulsie: motoare cu rachete lichide (LPRE), motoare cu rachete hipersonice (SCREM), motoare cu rachete cu propulsie solidă (SDTT) (precum și motoare cu rachete teoretic nucleare (NRE) și altele), inclusiv inclusiv o combinație de astfel de motoare și acceleratoare. Adică, termenul „hipersonic” implică capacitatea unui vehicul de a se deplasa cu viteză hipersonică în aer, folosind atât motoarele, cât și aerul într-o formă sau alta.

Având în vedere potențialul tehnologiei, organizațiile din întreaga lume efectuează cercetări în domeniul zborului hipersonic și al dezvoltării. scramjet. Aparent, prima aplicație va fi pentru rachete militare ghidate, deoarece această zonă necesită doar modul de aeronave în intervalul de altitudine, și nu accelerație la viteza orbitală. Astfel, principalele fonduri pentru dezvoltarea în acest domeniu vin tocmai în cadrul contractelor militare.

Sistemele spațiale hipersonice pot beneficia sau nu de pe urma utilizării etapelor cu scramjet. Impuls specific sau eficiență scramjet teoretic variază de la 1000 la 4000 de secunde, în timp ce în cazul unei rachete această valoare în 2009 nu depășește 470 de secunde, ceea ce înseamnă în principiu acces mult mai ieftin în spațiu. Cu toate acestea, această cifră va scădea rapid odată cu creșterea vitezei și va exista și o deteriorare a calității aerodinamice. Problema raportului de tracțiune mic este semnificativă scramjet la masa sa, care este 2, care este de aproximativ 50 de ori mai slabă decât această cifră LRE. Acest lucru este parțial compensat de faptul că costul compensării gravitației în modul real de aeronave este nesemnificativ, dar o ședere mai lungă în atmosferă înseamnă pierderi aerodinamice mai mari.

Aeronava - avion de linie cu scramjet ar trebui să reducă semnificativ timpul de călătorie de la un punct la altul, făcând posibil ca orice punct de pe Pământ să fie atins în 90 de minute. Cu toate acestea, rămân întrebări dacă astfel de vehicule vor putea transporta suficient combustibil pentru a zbura pe distanțe suficient de lungi și dacă vor putea zbura la o altitudine suficientă pentru a evita efectele sonore asociate zborului supersonic. Întrebările legate de costul total al unor astfel de zboruri și posibilitatea de a reutiliza dispozitivele după un zbor hipersonic rămân, de asemenea, incerte.

Avantaje și dezavantaje în cazul navelor spațiale

Avantajul unui avion hipersonic ca X-30 constă în eliminarea sau reducerea cantităţii de agent oxidant transportat. De exemplu, rezervorul extern al navetei spațiale la lansare conține 616 tone de oxigen lichid (oxidant) și 103 tone de hidrogen lichid (combustibil). Naveta spațială în sine nu cântărește mai mult de 104 de tone la aterizare. Astfel, 75% din întreaga structură este oxidantul transportat. Eliminarea acestei mase suplimentare ar trebui să ușureze vehiculul și, sperăm, să crească raportul de sarcină utilă. Acesta din urmă poate fi considerat scopul principal al studiului scramjetîmpreună cu perspectiva reducerii costurilor de livrare a mărfurilor pe orbită.

Dar există anumite dezavantaje:

Raport scazut tractiune-greutate

Motor rachetă lichid (" LRE") e diferit Foarte tracțiune mare în raport cu masa sa (până la 100:1 sau mai mult), ceea ce permite rachetelor să atingă performanțe ridicate în livrarea mărfurilor pe orbită. Dimpotrivă, raportul de tracțiune scramjet la masa sa este de aproximativ 2, ceea ce înseamnă o creștere a ponderii motorului în masa de lansare a dispozitivului (fără a ține cont de necesitatea reducerii acestei valori de cel puțin patru ori din cauza lipsei unui oxidant). În plus, prezența unei limite mai mici de viteză scramjet iar scăderea eficienței sale cu creșterea vitezei determină necesitatea utilizării pe astfel de sisteme spațiale LRE cu toate neajunsurile lor.

Necesitatea unor motoare suplimentare pentru a atinge orbită

Hipersonic Ramjet au o gamă teoretică de viteze de funcționare de la 5-7 până la prima viteză cosmică 25, dar după cum au arătat studiile din cadrul proiectului X-30, limita superioară este stabilită de posibilitatea arderii combustibilului în fluxul de aer care trece și este de aproximativ 17. Astfel, este necesar un alt sistem suplimentar de accelerare a reacției în intervalul de viteză de nefuncționare. Deoarece diferența necesară în reaprovizionarea vitezei este nesemnificativă, iar proporția Lun Deoarece greutatea de lansare a unei aeronave hipersonice este mare, utilizarea rachetelor suplimentare de rachete de diferite tipuri este o opțiune complet acceptabilă. Oponenții cercetării scramjet susțin că orice promisiune a acestui tip de aparat se poate manifesta numai pentru sistemele spațiale cu o singură etapă. Susținătorii acestor studii susțin că variantele de sisteme cu mai multe etape care utilizează scramjet de asemenea justificat.

Etapa de întoarcere

Potențial, porțiunea inferioară a scutului termic al unei nave spațiale hipersonice ar trebui să fie dublată în dimensiune pentru a readuce vehiculul la suprafață. Utilizarea unei acoperiri ablative poate însemna pierderea acestuia după intrarea pe orbită; protecția termică activă folosind combustibil ca lichid de răcire necesită funcționarea motorului pentru a funcționa.

Preț

Reducerea cantității de combustibil și oxidant în cazul vehiculelor hipersonice înseamnă o creștere a ponderii costului dispozitivului însuși în costul total al sistemului. De fapt, costul unei aeronave de la scramjet poate fi foarte mare în comparație cu costul combustibilului, deoarece costul echipamentelor aerospațiale este cu cel puțin două ordine de mărime mai mare decât cel al oxigenului lichid și al rezervoarelor pentru acesta. Astfel, dispozitivele cu scramjet cele mai justificate ca sisteme reutilizabile. Dacă echipamentul poate fi reutilizat în mod repetat în condițiile extreme de zbor hipersonic, nu rămâne în totalitate clar - toate sistemele proiectate până acum nu au prevăzut returnarea și reutilizarea lor.

Costul final al unui astfel de dispozitiv este subiectul unei discuții intense, deoarece acum nu există o încredere clară în perspectivele unor astfel de sisteme. Aparent, pentru a fi justificat economic, un vehicul hipersonic va trebui să aibă mai mult Lun comparativ cu un vehicul de lansare cu aceeași masă de lansare.

Avioanele hipersonice, care vor atinge maturitatea tehnică în viitorul apropiat, pot schimba radical întregul domeniu al armelor de rachete. Și Rusia va trebui să se alăture acestei curse, altfel va exista riscul să piardă prea mult. Până la urmă, vorbim despre nimic mai puțin decât o revoluție științifică și tehnologică.

Este prea devreme să vorbim despre o cursă a înarmărilor în acest domeniu - astăzi este o cursă tehnologică. Proiectele hipersonice nu au depășit încă domeniul de cercetare și dezvoltare: deocamdată, majoritatea demonstranților sunt trimiși în zbor. Nivelurile lor de pregătire tehnologică pe scara DARPA se află în principal pe pozițiile a patra până la a șasea (pe o scară de zece puncte).

Cu toate acestea, nu este nevoie să vorbim despre hipersunet ca despre un fel de noutate tehnică. Ogioasele ICBM intră în atmosferă la hipersunet, vehiculele de coborâre cu astronauți, iar navetele spațiale sunt, de asemenea, hipersonice. Dar zborul cu viteze hipersonice atunci când deorbitează este o necesitate necesară și nu durează mult. Vom vorbi despre aeronave pentru care hipersunetul este modul normal de operare și fără el nu își vor putea demonstra superioritatea și să-și arate capacitățile și puterea.

Avion de recunoaștere rapid: SR-72 este o aeronavă americană promițătoare, care poate deveni un analog funcțional al legendarului SR-71 - un avion de recunoaștere supersonic și super manevrabil. Principala diferență față de predecesorul său este absența unui pilot în cockpit și viteza hipersonică.

Impact de pe orbită

Vom vorbi despre obiecte controlate de manevrare hipersonică - focoase de manevră ale ICBM-urilor, rachete de croazieră hipersonice, UAV-uri hipersonice. Ce înțelegem mai exact prin aeronave hipersonice? În primul rând, ne referim la următoarele caracteristici: viteza de zbor - 5-10 M (6150-12.300 km/h) și peste, interval de altitudine de operare acoperit - 25-140 km. Una dintre cele mai atractive calități ale vehiculelor hipersonice este imposibilitatea urmăririi fiabile de către sistemele de apărare aeriană, deoarece obiectul zboară într-un nor de plasmă, opac radarului.

De asemenea, merită remarcat manevrabilitatea ridicată și timpul minim de reacție la înfrângere. De exemplu, un vehicul hipersonic necesită doar o oră după părăsirea orbita de așteptare pentru a atinge ținta selectată.

Proiectele pentru vehicule hipersonice au fost dezvoltate de mai multe ori și continuă să fie dezvoltate în țara noastră. Vă puteți aminti Tu-130 (6 M), aeronava Ajax (8-10 M), proiectele de avioane hipersonice de mare viteză de la Biroul de Proiectare care poartă numele. Mikoyan pe combustibil cu hidrocarburi în diverse aplicații și o aeronavă hipersonică (6 M) pe două tipuri de combustibil - hidrogen pentru viteze mari de zbor și kerosen pentru cele mai mici.

Racheta hipersonică Boeing X-51A Waverider este dezvoltată în Statele Unite

Proiectul OKB și-a pus amprenta în istoria ingineriei. Mikoyan „Spiral”, în care aeronava hipersonică aerospațială de întoarcere a fost lansată pe orbită artificială a satelitului de o aeronavă hipersonică de rapel și, după finalizarea misiunilor de luptă pe orbită, a revenit în atmosferă, efectuând manevre în ea și la viteze hipersonice. Evoluțiile din proiectul Spiral au fost utilizate în proiectele navetei spațiale BOR și Buran. Există informații oficial neconfirmate despre aeronava hipersonică Aurora creată în Statele Unite. Toată lumea a auzit de el, dar nimeni nu l-a văzut vreodată.

„Zircon” pentru flotă

Pe 17 martie 2016, a devenit cunoscut faptul că Rusia a început oficial testarea unei rachete de croazieră anti-navă hipersonică (ASC). Submarinele nucleare de generația a cincea („Husky”) vor fi, de asemenea, înarmate cu cel mai nou proiectil; navele de suprafață și, desigur, nava amiral a flotei ruse îl vor primi și ele. O viteză de 5-6 M și o rază de acțiune de cel puțin 400 km (racheta va acoperi această distanță în patru minute) va complica semnificativ utilizarea contramăsurilor. Se știe că racheta va folosi noul combustibil Decilin-M, care mărește raza de zbor cu 300 km.

Dezvoltatorul sistemului de rachete anti-navă Zircon este NPO Mashinostroeniya, parte a Tactical Missile Weapons Corporation. Apariția unei rachete în serie poate fi așteptată până în 2020. Merită luat în considerare faptul că Rusia are o experiență vastă în crearea de rachete de croazieră antinavă de mare viteză, cum ar fi racheta antinavă serială P-700 Granit (2,5 M), racheta antinavă în serie P-270 Moskit (2,8 M). ), care va fi înlocuit cu noul sistem de rachete antinavă Zircon.

Wing Strike: Un avion de alunecare hipersonic fără pilot, dezvoltat de Biroul de Proiectare Tupolev la sfârșitul anilor 1950, a fost destinat să reprezinte etapa finală a unui sistem de lovitură cu rachete.

focos viclean

Primele informații despre lansarea produsului Yu-71 (așa cum este desemnat în Occident) pe orbita joasă a Pământului de către racheta RS-18 Stiletto și întoarcerea sa în atmosferă au apărut în februarie 2015. Lansarea a fost făcută din zona de poziție a formațiunii Dombrovsky de către a 13-a divizie de rachete a Forțelor strategice de rachete (regiunea Orenburg). De asemenea, se raportează că până în 2025 divizia va primi 24 de produse Yu-71 pentru a le echipa pe altele noi. Produsul Yu-71 a fost, de asemenea, creat de NPO Mashinostroeniya ca parte a Proiectului 4202 din 2009.

Produsul este un focos de rachetă super manevrabil care efectuează un zbor de planare cu o viteză de 11.000 km/h. Poate merge în spațiul apropiat și atinge ținte de acolo, precum și poate transporta o încărcătură nucleară și poate fi echipat cu un sistem de război electronic. În momentul „scufundării” în atmosferă, viteza poate fi de 5.000 m/s (18.000 km/h) și din acest motiv Yu-71 este protejat de supraîncălzire și suprasarcină și poate schimba cu ușurință direcția de zbor fără a fi distrus.

Element de cadru al unei arme hipersonice, care a rămas un proiect. Lungimea aeronavei trebuia să fie de 8 m, anvergura aripilor de 2,8 m.

Produsul Yu-71, având o manevrabilitate ridicată la viteză hipersonică în altitudine și îndreptare și care zboară nu pe o traiectorie balistică, devine de neatins pentru orice sistem de apărare aeriană. În plus, focosul este controlabil, datorită căruia are o precizie foarte mare de distrugere: acest lucru îi va permite, de asemenea, să fie utilizat într-o versiune non-nucleară de înaltă precizie. Se știe că în perioada 2011–2015 au fost făcute mai multe lansări. Se crede că produsul Yu-71 va fi pus în funcțiune în 2025 și va fi echipat cu acesta.

Ridică-te sus

Printre proiectele din trecut, se remarcă racheta X-90, care a fost dezvoltată de Raduga IKB. Proiectul datează din 1971, a fost închis în 1992, un an dificil pentru țară, deși testele efectuate au arătat rezultate bune. Racheta a fost demonstrată în mod repetat la spectacolul aerospațial MAKS. Câțiva ani mai târziu, proiectul a fost reînviat: racheta a primit o viteză de 4-5 M și o rază de acțiune de 3500 km atunci când a fost lansată de la un transportator Tu-160. Zborul demonstrativ a avut loc în 2004. Trebuia să înarmeze racheta cu două focoase detașabile plasate pe părțile laterale ale fuzelajului, dar proiectilul nu a intrat niciodată în serviciu.

Racheta hipersonică RVV-BD a fost dezvoltată de Biroul de Proiectare Vympel numit după I.I. Toropova. Continuă linia de rachete K-37, K-37M în serviciu cu și. Interceptorii hipersonici ai proiectului PAK DP vor fi, de asemenea, înarmați cu racheta RVV-BD. Potrivit declarației șefului KTRV, Boris Viktorovich Obnosov, făcută la MAKS 2015, racheta a început să fie produsă în masă, iar primele sale loturi vor ieși de pe linia de asamblare în 2016. Racheta cântărește 510 kg, are un focos cu fragmentare puternic exploziv și va lovi ținte la distanțe de 200 km la o gamă largă de altitudini. Un motor de rachetă cu combustibil solid cu două moduri îi permite să atingă o viteză hipersonică de 6 Mach.

SR-71: Astăzi, de mult pensionat, această aeronavă ocupă un loc proeminent în istoria aviației. Este înlocuit de hipersunet.

Hipersunetul Imperiului Ceresc

În toamna lui 2015, Pentagonul a raportat, iar acest lucru a fost confirmat de Beijing, că China a testat cu succes aeronava de manevră hipersonică DF-ZF Yu-14 (WU-14), care a fost lansată de la locul de testare Wuzhai. Yu-14 s-a separat de portavion „la marginea atmosferei” și apoi a alunecat spre o țintă situată la câteva mii de kilometri în vestul Chinei. Zborul DF-ZF a fost monitorizat de serviciile de informații americane, iar conform datelor acestora, dispozitivul a manevrat cu o viteză de 5 Mach, deși viteza sa ar putea atinge potențial 10 Mach.

China a spus că a rezolvat problema propulsiei hipersonice cu reacție pentru astfel de vehicule și a creat noi materiale compozite ușoare pentru a proteja împotriva încălzirii cinetice. Reprezentanții chinezi au mai raportat că Yu-14 este capabil să spargă sistemul de apărare aeriană al SUA și să lanseze un atac nuclear global.

Proiecte America

În prezent, diverse avioane hipersonice sunt „în funcțiune” în Statele Unite, care sunt supuse unor teste de zbor cu diferite grade de succes. Lucrările asupra lor au început la începutul anilor 2000, iar astăzi se află la diferite niveluri de pregătire tehnologică. Recent, dezvoltatorul vehiculului hipersonic X-51A, Boeing, a anunțat că X-51A va fi pus în funcțiune în 2017.

Printre proiectele aflate în derulare în Statele Unite se numără: proiectul focosului de manevră hipersonică AHW (Advanced Hypersonic Weapon), aeronava hipersonică Falcon HTV-2 (Hyper-Sonic Technology Vehicle) lansată folosind ICBM-uri, aeronava hipersonică X-43 Hyper-X, un prototip de rachetă de croazieră hipersonică Boeing X-51A Waverider, echipat cu un ramjet hipersonic cu combustie supersonică. De asemenea, se știe că în Statele Unite se lucrează la UAV hipersonic SR-72 de la Lockheed Martin, care și-a anunțat oficial munca la acest produs abia în martie 2016.

„Spirală” spațială: o aeronavă hipersonică dezvoltată în cadrul proiectului „Spiral”. De asemenea, era de așteptat ca sistemul să includă o aeronavă orbitală militară cu un propulsor de rachetă.

Prima mențiune despre drona SR-72 datează din 2013, când Lockheed Martin a anunțat că va dezvolta UAV hipersonic SR-72 pentru a înlocui aeronava de recunoaștere SR-71. Va zbura cu o viteză de 6400 km/h la altitudini de operare de 50-80 km până la suborbital, va avea un sistem de propulsie în două circuite cu o admisie comună de aer și un aparat cu duză bazat pe un turboreactor pentru accelerare de la o viteză. de 3 M și un ramjet hipersonic cu combustie supersonică pentru zbor la viteze mai mari de 3 M. SR-72 va efectua misiuni de recunoaștere, precum și va lovi cu arme aer-sol de înaltă precizie sub formă de rachete ușoare fără un motor - nu vor avea nevoie de unul, deoarece este deja disponibilă o viteză bună de lansare hipersonică.

Printre problemele problematice ale SR-72, experții includ alegerea materialelor și a designului carcasei care pot rezista la sarcini termice mari de la încălzirea cinetică la temperaturi de 2000 °C și peste. De asemenea, va fi necesar să se rezolve problema separării armelor din compartimentele interne la o viteză de zbor hipersonică de 5-6 M și să se elimine cazurile de pierdere a comunicării, care au fost observate în mod repetat în timpul testelor obiectului HTV-2. Lockheed Martin Corporation a declarat că dimensiunea SR-72 va fi comparabilă cu dimensiunea SR-71 - în special, lungimea SR-72 va fi de 30 m. Se așteaptă ca SR-72 să intre în funcțiune în 2030.

Nu a fost creat niciun vehicul hipersonic

Crearea și dezvoltarea luptei hipersonic aeronava este unul dintre cele mai mari secrete nu numai în Rusia, ci și în SUA, China și alte țări ale lumii. Informațiile despre ei aparțin categoriei „top secret” - top secret. Într-un interviu exclusiv cu Izvestia, legendarul designer de rachete și tehnologie spațială, Herbert Efremov, care a dedicat mai bine de 30 de ani creării tehnologiei hipersonice, a explicat ce sunt vehiculele hipersonice și ce dificultăți se întâlnesc în dezvoltarea lor.

- Herbert Aleksandrovich, acum se vorbește mult despre crearea aeronavelor hipersonice, dar majoritatea informațiilor despre ele sunt închise publicului larg...

Să începem cu faptul că produsele care dezvoltă viteză hipersonică creat cu mult timp în urmă. De exemplu, acestea sunt capete obișnuite ale rachetelor balistice intercontinentale. Intrând în atmosfera Pământului, ei dezvoltă viteză hipersonică. Dar sunt incontrolabile și zboară pe o anumită traiectorie. Și interceptările lor de către sistemele de apărare antirachetă (BMD) au fost demonstrate de mai multe ori.

Ca un alt exemplu, voi da strategia noastră rachetă de croazieră „Meteorit”, care odată a zburat cu o viteză nebună de Mach 3 - aproximativ 1000 m/s. Literal în pragul hipersunetului (vitezele hipersonice încep de la Mach 4,5 - Izvestia). Dar principala sarcină a aeronavelor hipersonice moderne (HZLA) nu este doar să zboare rapid undeva, ci să efectueze o misiune de luptă cu eficiență ridicată în condiții puternice. contracarare dusman. De exemplu, numai americanii au 65 de distrugătoare din clasa Arleigh Burke cu apărare antirachetă pe mare. Există, de asemenea, 22 de crucișătoare antirachetă din clasa Ticonderoga, 11 portavioane- fiecare dintre ele se bazează pe până la sute de aeronave capabile să creeze un sistem aproape impenetrabil apărare antirachetă.

- Vrei să spui că viteza în sine nu rezolvă nimic?

În linii mari, viteza hipersonică este de 2 km/s. Pentru a parcurge 30 km, trebuie să zbori timp de 15 secunde. În partea finală a traiectoriei, când aeronava hipersonică se apropie de țintă, sistemele antirachetă și de apărare aeriană ale inamicului vor fi cu siguranță dislocate, pe care GZV le va detecta. Și pentru ca sistemele moderne de apărare aeriană și de apărare antirachetă să fie gata, dacă sunt dislocate în poziții, durează câteva secunde. Prin urmare, pentru utilizarea eficientă în luptă a GZLA Viteza singură nu va faceîn niciun caz dacă nu ați asigurat ascunsarea electronică și invincibilitatea sistemelor de apărare antiaeriană/rachetă în ultima etapă a zborului. Atât viteza, cât și capacitățile de protecție prin inginerie radio ale dispozitivului cu propriile stații de bruiaj radio vor juca un rol aici. Totul este într-un complex.

- Spui că nu trebuie să existe doar viteză - produsul trebuie să fie controlabil pentru a atinge scopul. Spuneți-ne despre posibilitatea de a controla un vehicul într-un flux hipersonic.

Toate vehiculele hipersonice zboară în plasmă. Și capetele de luptă nucleară zboară în plasmă și tot ce este a depășit Mach 4, în special 6. În jur se formează un nor ionizat și nu doar un flux cu vârtejuri: moleculele sunt încă rupte în particule încărcate. Ionizarea afectează comunicarea și trecerea undelor radio. Este necesar ca sistemele de control și navigație ale GZV să pătrundă în această plasmă la aceste viteze de zbor.

Pe „Meteorit” trebuia să fim siguri că vedem suprafața pământului cu radar. Navigarea a fost asigurată prin comparație imagini de locație de la bordul unei rachete cu o referință video încorporată în sistem. Altfel era imposibil. „Calibru” și alte rachete de croazieră pot zbura astfel: am folosit un radioaltimetru pentru a recunoaște terenul - aici este un deal, aici este un râu, aici este o vale. Dar acest lucru este posibil atunci când zbori la o altitudine de sute de metri. Și când te ridici la o înălțime de 25 km, nu vei putea discerne niciun deal acolo cu un radioaltimetru. Prin urmare, am găsit anumite zone la sol, le-am comparat cu ceea ce a fost înregistrat în referința video și am determinat deplasarea rachetei la stânga sau la dreapta, înainte, înapoi și cu cât.

- În multe manuale pentru manechine, zborul hipersonic în atmosferă este comparat cu alunecarea pe șmirghel datorită rezistenței foarte mari. Cât de adevărată este această afirmație?

Puțin inexacte. La hipersunete, încep tot felul de fluxuri turbulente, vârtejuri și tremurări ale dispozitivului. Regimurile de intensitate termică se modifică în funcție de faptul că fluxul de suprafață este laminar (neted) sau cu perturbări. Există o mulțime de dificultăți. De exemplu, sarcina termică crește brusc. Dacă zburați cu o viteză de Mach 3, încălzirea pielii GZLA este de aproximativ 150 de grade în atmosferă, în funcție de altitudine. Cu cât altitudinea de zbor este mai mare, cu atât mai puțină încălzire. Dar, în același timp, dacă zburați cu o viteză de două ori mai mare, încălzirea va fi mult mai mare. Prin urmare, trebuie utilizate materiale noi.

- Ce poate fi dat ca exemplu de astfel de materiale?

Diverse materiale de carbon. Chiar fibra de sticla. Cu hipersunetul, temperatura este de multe mii de grade. A oțelul ține doar 1200 grade Celsius. Acestea sunt firimituri.

Temperaturile hipersonice duc așa-numitul „strat sacrificial” (stratul de acoperire care se consumă în timpul zborului aeronavei. - Izvestia). Prin urmare, carcasa focoaselor nucleare este proiectată astfel încât cea mai mare parte a acesteia să fie „devorată” de hipersunete, în timp ce umplutura internă va fi păstrată. Dar GZLA nu poate exista un „strat de sacrificiu”. Dacă zburați pe un produs controlat, trebuie să mențineți o formă aerodinamică. Nu puteți „toci” produsul, astfel încât degetele și marginile aripilor etc., să ardă. Apropo, asta s-a făcut în americană „Navetă” și pe „Buran” nostru. Acolo s-au folosit materiale de grafit ca protecție termică.

- Este corect când se scrie în literatura de știință populară că un vehicul atmosferic hipersonic ar trebui să aibă o structură ca un singur corp solid monolitic?

Nu este necesar. Ele pot consta din compartimente și elemente diferite.

- Deci, este posibilă o structură clasică de rachetă?

Cu siguranță. Selectați materiale, comandați noi dezvoltări, dacă este necesar, verificați, lucrați pe bănci, în zbor, corectați dacă ceva nu merge bine. De asemenea, trebuie să puteți măsura acest lucru cu sute de senzori telemetrici de o complexitate incredibilă.

- Care motor este mai bun - combustibil solid sau lichid pentru un vehicul hipersonic?

Combustibilul solid nu este deloc potrivit aici, deoarece poate accelera, dar este imposibil să zbori mult timp cu el. Rachetele balistice au astfel de motoare rachete precum „Bulava”, „Topol”.În cazul GZLA, acest lucru este inacceptabil. Pe racheta noastră Yakhont (o rachetă de croazieră antinavă, parte a complexului Bastion. - Izvestia), doar acceleratorul de pornire este combustibil solid. Apoi zboară pe un motor ramjet lichid.

Există încercări de a realiza un motor ramjet cu un conținut intern de combustibil solid, care este răspândit în toată camera de ardere. Dar nici nu este suficient pentru distanțe lungi.

Pentru combustibil lichid, puteți face rezervorul mai mic, de orice formă. Unul dintre „meteoriți” a zburat cu tancurile în aripi. A fost testat pentru că trebuia să realizăm o autonomie de 4-4,5 mii km. Și a zburat cu un motor cu aer care funcționează cu combustibil lichid.

- Care este diferența dintre un motor cu reacție cu aer și un motor cu reacție cu propulsie lichidă?

Un motor cu reacție lichidă conține oxidant și combustibil în rezervoare separate, care sunt amestecate în camera de ardere. Motorul cu reacție de aer este alimentat de un singur combustibil: kerosen, decilină sau bicilină. Agentul de oxidare este oxigenul din aerul de intrare. Bicilin (combustibil produs din motorină în vid prin procese de hidrogenare - Izvestia) a fost dezvoltat tocmai conform comenzii noastre pentru Meteorit. Acest combustibil lichid are densitate foarte mare, permițându-vă să faceți un rezervor de volum mai mic.

- Sunt cunoscute fotografii cu aeronave hipersonice cu motor cu reacție. Toate au o formă interesantă: nu raționalizată, ci mai degrabă unghiulară și pătrată. De ce?

Probabil vorbiți despre X-90 sau, așa cum se numește în Occident, AS-X-21 Koala(primul GZLA experimental sovietic. - Izvestia). Ei bine, da, este un urs stângaci. În față sunt așa-numitele „plăci” și „pene” (elemente structurale cu colțuri ascuțite și proeminențe. - Izvestia). Totul este făcut pentru ca fluxul de aer care intră în motor să fie acceptabil pentru ardere și arderea normală a combustibilului. Pentru a face acest lucru, creăm așa-numitele unde de șoc (o creștere bruscă a presiunii, a densității, a temperaturii gazului și o scădere a vitezei acestuia atunci când un flux supersonic întâlnește orice obstacol. - Izvestia). Salturile se formează exact pe „plăci” și „pene” - acele elemente structurale care reduc viteza aerului.

Pe drumul către motor poate exista o a doua undă de șoc, sau o a treia. Întreaga nuanță este că aerul nu trebuie să intre în camera de ardere cu aceeași viteză, din care zboară GZLA. Cu siguranță trebuie redusă. Și foarte mult. Preferabil la valori subsonice, pentru care totul a fost elaborat, verificat și testat. Dar aceasta este exact problema pe care creatorii GZLA încearcă să o rezolve și nu am decis de 65 de ani.

De îndată ce sări dincolo de Mach 4,5, în astfel de mișcări de mare viteză, particulele de aer se strecoară rapid în motoare. Și trebuie să „adunați” combustibilul atomizat și oxidantul - oxigenul atmosferic. Această interacțiune trebuie să aibă un randament ridicat de ardere. Interacțiunea nu ar trebui să fie perturbată de un fel de ezitare sau de respirație suplimentară în interior. Nimeni nu și-a dat seama încă cum să facă asta.

- Este posibil să se creeze un GZLA pentru nevoi civile, pentru transportul de pasageri și mărfuri?

Pot fi. La unul dintre spectacolele aeriene de la Paris a fost prezentată o aeronavă dezvoltată de francezi împreună cu britanici. Un motor turboreactor îl ridică la altitudine, iar apoi mașina accelerează până la aproximativ Mach 2. Motoarele ramjet se deschid, propulsând aeronava la Mach 3,5 sau Mach 4. Și apoi zboară la o altitudine de aproximativ 30 de kilometri undeva de la New York până în Japonia. Înainte de aterizare, se activează modul invers: mașina coboară, trece la un turboreactor, ca un avion obișnuit, intră în atmosferă și aterizează. Hidrogenul este considerat combustibil ca fiind cea mai bogată substanță calorică.

- În prezent, Rusia și Statele Unite dezvoltă cel mai activ avioane hipersonice. Puteți evalua succesul adversarilor noștri?

Cât despre note, pot spune - lăsați băieții să lucreze. De 65 de ani nu au făcut nimic. La viteze de la Mach 4,5 la 6, nu există nici un singur GZLA realizat efectiv.

Cel mai nou avion hipersonic Yu-71 (Yu-71)

Arme hipersonice și hiperviteză: cum fizica împiedică armata să facă racheta visurilor lor

Mai multe detaliiși o varietate de informații despre evenimentele care au loc în Rusia, Ucraina și alte țări ale frumoasei noastre planete pot fi obținute la Conferințe pe Internet, deținut constant pe site-ul „Cheile Cunoașterii”. Toate conferințele sunt deschise și complet gratuit. Invităm pe toți cei interesați...

Articole similare

2024 selectvoice.ru. Treaba mea. Contabilitate. Povesti de succes. Idei. Calculatoare. Revistă.